弹簧设计计算过程

弹簧设计计算过程

Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

弹簧设计计算

已知条件：

弹簧自由长度H0=

弹簧安装长度L1=411mm

弹簧工作长度L2=227mm

弹簧中径D=

弹簧直径d=

弹簧螺距P=12mm

弹簧有效圈数n=66

弹簧实际圈数n1=68

计算步骤：

（1）初步考虑采用油淬火-回火硅锰弹簧钢丝60Si2MnA C 类，抗拉强度1716-1863MPa ，切变模量G=79GPa ，弹性模量E=206GPa 。

取b σ=1716MPa 。

（2）压缩弹簧许用切应力

p τ=~ b σ=~*1716MPa=~

取p τ=。

（3）由于弹簧刚度尚未可知，但是弹簧的中径、直径、有效圈数都已知。

2

.33.22==d D C =（计算值在5~8之间） 6.9688

615.046.9688416.96884615.04414+-⨯-⨯=+--=C C C K = 弹簧的最大工作压缩量Fn=795-227=568mm 由公式348D

P F Gd n n n =可得最大工作载荷34343.226685682.3798⨯⨯⨯⨯==nD F Gd P n n = 弹簧刚度663.2282.379834

34'

⨯⨯⨯==n D Gd P =mm 节距t=66

2.35.1795)2~1(0⨯-=-n d H =≈12 计算出来的自由高度H0=nt+=66*12+*=

压并高度Hb=(n+d=(66+*=216mm

弹簧最小工作载荷时的压缩量F1=795-411=384mm 则最小工作载荷3

431413.226683842.3798⨯⨯⨯⨯==nD F Gd P = 螺旋角α=arctan(t/πD)=arctan(12/*)= 弧度= ° 弹簧展开长度L=1696

.0cos 683.22cos 1⨯⨯=παπDn = ≈4833mm 弹簧压并高度H b ≤n 1*d max =68*（+）=，取值216mm 弹簧压并时的变形量为=

弹簧压并时的载荷为Fa=*=

（4）螺旋弹簧的稳定性、强度和共振的验算 高径比b=H0/D==>

n B c P H P C P >=0'

不稳定系数C B =

==0'H P C P B c **=

所以必须设置导杆。

导杆与弹簧的推荐间隙为3~4毫米 疲劳强度验算，安全系数p S S ≥+=max

min 075.0τττ 0τ=b σ=*1716MPa= =⨯⨯⨯⨯==

803.57582.33.221.21398833max ππτn P d KD =⨯⨯⨯⨯==543.26252.33.221.2139883

13min ππτP d KD 许用安全系数p S 取值

5

.16908.114275.06.60075.0max min 0⨯+=+=τττS =<安全系数不够